偏二甲肼池火災(zāi)模型及熱輻射傷害研究

摘 要：泄漏偏二甲肼池火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射可能導(dǎo)致周圍人員傷亡、設(shè)備損壞或人員中毒事故。通過池火災(zāi)計算模型對泄漏偏二甲肼池火的火焰半徑、火焰高度、火災(zāi)總的熱輻射通量以及目標(biāo)入射熱輻射通量等參數(shù)進(jìn)行了計算。根據(jù)熱輻射和傷害準(zhǔn)則，對偏二甲肼池火災(zāi)造成的傷害進(jìn)行了研究，這對應(yīng)急救援等具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：偏二甲肼 池火災(zāi) 熱輻射

中圖分類號：X93文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（c）-0091-03

液體推進(jìn)劑燃料偏二甲肼在軍事、航天、化工等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。偏二甲肼是一種易燃、易爆、高毒性以及吸附性強(qiáng)的無色液體。偏二甲肼在生產(chǎn)、運輸、貯存、轉(zhuǎn)注、加注等過程中由于某些原因（設(shè)備老化、操作失誤、自然災(zāi)害等[1]）容易發(fā)生泄漏，泄漏若遇明火、火源或強(qiáng)氧化劑等就很有可能引起火災(zāi)爆炸以及毒害事故等。20世紀(jì)70年代，某單位因偏二甲肼泄漏發(fā)生重大火災(zāi)事故并且引起100多人中毒[2]。

池火災(zāi)是常見的燃料泄漏事故模式之一。池火災(zāi)危險性分析主要目的是估算池火災(zāi)對周圍目標(biāo)的破壞程度。池火災(zāi)特性參數(shù)計算主要包括火焰半徑、火焰高度、火災(zāi)總的熱輻射通量以及目標(biāo)入射熱輻射通量等。開放環(huán)境下池火災(zāi)的破壞機(jī)理是熱輻射[3]。池火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射將對液池周圍人員和設(shè)備設(shè)施的安全造成危害。因此，有必要對偏二甲肼泄漏后發(fā)生池火災(zāi)事故進(jìn)行研究，這對預(yù)防和減輕事故損失具有十分重要的意義。

1 偏二甲肼池火災(zāi)

偏二甲肼在其生產(chǎn)、運輸、貯存、轉(zhuǎn)注、加注等過程中發(fā)生泄漏，泄漏到地面之后向四周流淌，當(dāng)流到防火堤或者低洼邊界時，便會在限定區(qū)域內(nèi)積聚，形成一定厚度的液池，若遇到火源、強(qiáng)氧化劑等將引發(fā)起火，便形成池火災(zāi)。

1.1 偏二甲肼池火災(zāi)計算模型

1.1.1 液池面積

1.2.3 熱輻射傷害/破壞準(zhǔn)則

當(dāng)產(chǎn)生的熱輻射足夠強(qiáng)大時，可能導(dǎo)致周圍的物體燃燒或者損壞，可能燒傷、燒死人員，造成重大損失。傷害破壞程度主要取決于目標(biāo)處接受熱輻射的多少。常用的評價熱輻射破壞準(zhǔn)則有熱通量準(zhǔn)則和熱強(qiáng)度準(zhǔn)則[20]。表2為不同入射熱輻射通量造成的損失情況。

2 偏二甲肼池火災(zāi)熱輻射的計算

假定泄漏的偏二甲肼液體無蒸發(fā)、已充分蔓延且地面無滲透，根據(jù)上述池火災(zāi)模型中相應(yīng)計算公式，當(dāng)偏二甲肼泄漏量為1000 kg，環(huán)境溫度25 ℃，在無風(fēng)條件下，利用表3偏二甲肼理化參數(shù)計算得到池火模型的相應(yīng)數(shù)據(jù)，見表4。

選取距池火中心10-100 m的24個點進(jìn)行計算，得到如圖1所示目標(biāo)接受熱通量的值。根據(jù)表2可取死亡熱通量為25 kW/m2，重傷的熱通量值為12.5 kW/m2，輕傷的通量值為4 kW/m2，經(jīng)計算可得出在上述條件下偏二甲肼發(fā)生池火后的安全距離約為35 m。

3 結(jié)論

（1）由圖可以看出偏二甲肼池火熱輻射隨著距離變遠(yuǎn)而衰減，衰減速度隨距離的變遠(yuǎn)而逐漸變慢。

（2）根據(jù)本文提供的池火模型，可以很快計算出當(dāng)發(fā)生池火災(zāi)時的安全距離，有助于第一時間對災(zāi)情進(jìn)行估測評價。

（3）要全面評估偏二甲肼泄漏后形成的傷害，在實際中我們需要考慮多種影響因素，例如風(fēng)速、燃料純度等。

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